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第2期精选论文之二: 基于金纳米离子及石墨烯量子点的四环素分子印迹电化学传感器研究

四环素（TC）是疾病预防、畜牧业和水产养殖业等领域内常用的一类广谱抗生素，但其滥用会在肉类、牛奶、蜂蜜等动物源食品中造成较高的残留，过量摄入会使人体产生视力衰减、牙齿变色、过敏性反应等问题。世界卫生组织、欧盟、美国和中国对食品中的TC残留量均有严格限制。目前，TC的检测方法主要有分光光度法、高效液相色谱法、化学发光法、微生物法、免疫法、毛细管电泳法等，然而这些方法存在样品前处理过程复杂、所需时间长、成本高、灵敏度低等缺点，因此建立一种可同时对样品中TC选择性富集和检测的新方法具有重要意义。分子印迹是指模板分子与功能单体通过非共价键、可逆的共价键等结合在一起形成聚合物，当聚合物中的模板分子被洗脱后，形成与模板分子大小、形状及作用位点相匹配的空腔，该空腔可特异性识别模板分子。基于分子印迹聚合物（MIPs）的电化学传感器选择性高、响应快速、操作简便。金纳米粒子（AuNPs）比表面积大、电催化活性高、导电性好，与MIPs具有良好的共容性。石墨烯量子点（GQDs）是尺寸小于100 nm的石墨烯片，具有显著的量子限域和边缘效应、较大的比表面积、良好的电子迁移速率和化学稳定性，可以提高分子印迹膜对目标分子识别的灵敏度。

北京工业大学康天放教授利用循环伏安法在玻碳电极（GCE）表面电沉积AuNPs，并将制备好的AuNPs/GCE电极放入含4-氨基苯硫酚（4-ATP）的乙醇溶液中进行自组装，再将GQDs修饰到AuNPs/GCE电极表面，以TC为模板分子，4-ATP为功能单体，采用循环伏安法在GQDs-AuNPs复合材料修饰的GCE表面电聚合分子印迹膜，制备了TC分子印迹传感器（MIPs/GQDs-AuNPs/GCE），并通过循环伏安法、电化学交流阻抗法和线性扫描伏安法研究了其电化学响应性能。结果显示，AuNPs和GQDs对TC的电化学氧化反应可产生协同催化作用，使该传感器对TC具有灵敏的电流响应。TC在MIPs/GQDs-AuNPs/GCE传感器上的线性扫描伏安氧化峰电流值（I_p, µA）与其浓度（c, mol/L）在2.0×10⁻⁸ ~ 3.0×10^-5 mol/L范围内呈良好的线性关系，相关系数为0.999 4，检出限为1.5×10^-9 mol/L，在3个不同加标浓度下的回收率为97.9% ~ 106%，相对标准偏差（RSD，n=3）为1.8% ~ 4.7%。与近年相关文献报道的TC检测方法进行比较，该传感器具有稳定性好、响应灵敏、选择性高、线性范围宽、操作简便、成本低等优点，对于食品和水环境中TC的检测具有良好的应用前景。

该研究获北京市自然科学基金重点项目(B类)(KZ201110005006)以及国家教育部博士点基金博导类项目(20131103110011)资助，相关内容发表于《分析测试学报》2020年2期第182～189页。

doi：10.3969/j.issn.1004-4957.2020.02.003

【引用本文】：于壮壮，康天放，鲁理平. 基于金纳米粒子及石墨烯量子点的四环素分子印迹电化学传感器研究[J]. 分析测试学报, 2020, 39(2): 182-189.

【Cite this article】：YU Zhuang-zhuang, KANG Tian-fang, LU Li-ping. An Electrochemical Molecularly Imprinted Sensor for Tetracycline Based on Gold Nanoparticles and Graphene Quantum Dots[J]. Journal of instrumental Analysis, 2020, 39(2): 182-189.

延伸阅读：

[1] 季芯羽，叶泰，袁敏，曹慧，徐斐，于劲松，任华，叶寅颖，李嘉怡，王彦茜.菊酯类农药代谢物分子印迹荧光传感器的制备及应用[J].分析测试学报,2019,38(12):1487-1492.

doi:10.3969/j.issn.1004-4957.2019.12.013

[2] 冯颖，解芳，廖芳丽，封科军,刘丽园.基于二氧化钛/石墨烯纳米复合物的光电化学适体传感器测定土霉素[J].分析测试学报,2019,38(10):1193-1199.

doi:10.3969/j.issn.1004-4957.2019.10.006

[3] 赵一玮，秦建华，李周原，王静，刘学瑞，董丽娜，徐慧.氧化石墨烯/多壁碳纳米管负载金铂核壳纳米粒子构建一种三维新型抗坏血酸电化学传感器[J].分析测试学报,2019,38(3):339-344.

doi:10.3969/j.issn.1004-4957.2019.03.014

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